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1、东风东风4B4B型内燃机车车体和转向架型内燃机车车体和转向架机车车体机车车体一、一、东风东风4B4B型内燃机车车体型内燃机车车体内燃机车车体主要由底架、侧壁、顶盖、内部内燃机车车体主要由底架、侧壁、顶盖、内部隔墙、司机室等组成的钢结构和车体附属部件隔墙、司机室等组成的钢结构和车体附属部件组成。车体是内燃机车上部结构的骨架，同时组成。车体是内燃机车上部结构的骨架，同时也是动力装置和几乎所有辅助装置的安装基础也是动力装置和几乎所有辅助装置的安装基础以及乘务人员的工作场所。在机车不同工况下，以及乘务人员的工作场所。在机车不同工况下，车体分别承受牵引力、制动力，走行部分传递车体分别承受牵引力、制动力，
2、走行部分传递的冲击、振动以及不同因素形成的横向力的作的冲击、振动以及不同因素形成的横向力的作用。由车体工作条件可知，车体结构必须具有用。由车体工作条件可知，车体结构必须具有足够的强度和刚度，以确保车体安全可靠。足够的强度和刚度，以确保车体安全可靠。第1页/共78页车体结构车体结构东风东风4B4B型内燃机车的车体为框架式薄壁结构承型内燃机车的车体为框架式薄壁结构承载式车体。车体由左右侧壁、底架、车顶、端载式车体。车体由左右侧壁、底架、车顶、端部的两个司机室焊接在一起，构成了车体骨架。部的两个司机室焊接在一起，构成了车体骨架。车体内部按照两端司机室、电气室、动力室和车体内部按照两端司机室、电气室、
3、动力室和冷却室的布局，相应地设有四组隔墙。隔墙四冷却室的布局，相应地设有四组隔墙。隔墙四周分别与侧壁、车顶和底架焊接在一起。显然，周分别与侧壁、车顶和底架焊接在一起。显然，四组隔墙不但成为车体的一个组成部分，而且四组隔墙不但成为车体的一个组成部分，而且也增强了车体结构的横向刚度也增强了车体结构的横向刚度 。机车上部结构的铅垂载荷由底架、侧壁和车顶机车上部结构的铅垂载荷由底架、侧壁和车顶共同承受，并通过共同承受，并通过8 8个旁承传至转向架。牵引力个旁承传至转向架。牵引力由两台转向架的牵引杆系统传至底架、侧壁和由两台转向架的牵引杆系统传至底架、侧壁和车顶，最后经牵引梁和缓冲座传至车钩。横向车顶，
4、最后经牵引梁和缓冲座传至车钩。横向力经转向架、侧承传至侧壁、底架与车顶。力经转向架、侧承传至侧壁、底架与车顶。第2页/共78页二、车体通风、采光和隔热二、车体通风、采光和隔热1.1.车体的通风车体的通风为了保证机车动力装置、电气系统和各辅助机组的为了保证机车动力装置、电气系统和各辅助机组的用风和冷却通风，东风用风和冷却通风，东风4B4B型内燃机车的车体侧壁和型内燃机车的车体侧壁和底架上开设有各种通风孔口；车顶侧面装有两台车底架上开设有各种通风孔口；车顶侧面装有两台车体通风机，车顶设有小天窗，以排除车内油气。体通风机，车顶设有小天窗，以排除车内油气。动力室车底架下部设有加设滤网的通风口，空气经动
5、力室车底架下部设有加设滤网的通风口，空气经过滤网进入牵引发电机，冷却牵引发电机后，部分过滤网进入牵引发电机，冷却牵引发电机后，部分热风经过牵引发电机下排风口排出，其余热风经牵热风经过牵引发电机下排风口排出，其余热风经牵引发电机上排风口排至动力室，这是为了使动力室引发电机上排风口排至动力室，这是为了使动力室内保持一定的正压，有利于动力室的清洁。内保持一定的正压，有利于动力室的清洁。当冷却风扇工作时，外界空气主要经过下排百页窗当冷却风扇工作时，外界空气主要经过下排百页窗被吸入室内。如果油、水温度偏高时，上排百页窗被吸入室内。如果油、水温度偏高时，上排百页窗也自动开启，大量空气进入冷却室。冷却空气通
6、过也自动开启，大量空气进入冷却室。冷却空气通过散热器后成为热风，通过风扇上方的车顶百页窗排散热器后成为热风，通过风扇上方的车顶百页窗排出车外。出车外。冷却室的冷却空气也要经过后牵引电动机通风机、冷却室的冷却空气也要经过后牵引电动机通风机、底架风道被引入后转向架的三台牵引电动机，对电底架风道被引入后转向架的三台牵引电动机，对电动机进行冷却。冷却室的空气也供空气压缩机用风。动机进行冷却。冷却室的空气也供空气压缩机用风。第3页/共78页2.2.车内采光车内采光东风东风4B4B型内燃机车的车内采光是靠自然采光与型内燃机车的车内采光是靠自然采光与照明灯具共同解决的。动力室与电气室两边侧照明灯具共同解决的
7、。动力室与电气室两边侧墙上，各设置两个玻璃窗。在电气室两侧通道墙上，各设置两个玻璃窗。在电气室两侧通道上各设置两个照明灯。动力室两侧通道上各设上各设置两个照明灯。动力室两侧通道上各设一个照明灯。动力机组两端各设一个照明灯。一个照明灯。动力机组两端各设一个照明灯。冷却室两侧通道上，各设一个照明灯。冷却器冷却室两侧通道上，各设一个照明灯。冷却器钢结构钢结构V V型夹角中间隔板的两侧，各设一个照明型夹角中间隔板的两侧，各设一个照明灯。灯。第4页/共78页3.3.车体隔热车体隔热对于内燃机车内部各室，均应保持适宜的温度。对于内燃机车内部各室，均应保持适宜的温度。这涉及到劳动保护、动力装置和各种辅助设备
8、这涉及到劳动保护、动力装置和各种辅助设备的使用寿命。也影响到机车的运用。机车内部的使用寿命。也影响到机车的运用。机车内部温度容易受到外界气温的影响，故应在机车车温度容易受到外界气温的影响，故应在机车车体上加设隔热层，以增加车体的抗热保温能力。体上加设隔热层，以增加车体的抗热保温能力。至于在严寒地区使用的内燃机车，则应采取专至于在严寒地区使用的内燃机车，则应采取专门的防寒保温措施。门的防寒保温措施。第5页/共78页三、司机室设备三、司机室设备内燃机车司机室内的各项设施应以改善乘务人内燃机车司机室内的各项设施应以改善乘务人员的工作条件、使驾驶、操作、瞭望方便为前员的工作条件、使驾驶、操作、瞭望方便
9、为前提。提。司机室设有前窗、侧窗、左右侧门；司机室后司机室设有前窗、侧窗、左右侧门；司机室后壁隔墙上设有左右两个通向机器间的后门。壁隔墙上设有左右两个通向机器间的后门。为司机室冬季取暖，司机室设有暖风机和暖气。为司机室冬季取暖，司机室设有暖风机和暖气。为夏季降温，设有顶部风扇，并有车前通风道，为夏季降温，设有顶部风扇，并有车前通风道，在顶部两旁开有天窗，可以形成空气的自然流在顶部两旁开有天窗，可以形成空气的自然流通。通。在司机操纵台的后方布置有正、副司机座椅。在司机操纵台的后方布置有正、副司机座椅。司机座椅侧面附有添乘座。司机座椅侧面附有添乘座。司机室操纵台上设有电炉。司机室操纵台上设有电炉。
10、司机室外面前部两侧设有标志灯具。侧窗下方司机室外面前部两侧设有标志灯具。侧窗下方设有型号灯具。顶部装有前照灯。设有型号灯具。顶部装有前照灯。每端司机室的顶部均装有三个风笛，其中两个每端司机室的顶部均装有三个风笛，其中两个为低音风笛，方向向前；另一为高音风笛，方为低音风笛，方向向前；另一为高音风笛，方向向后。向向后。第6页/共78页四、四、机车牵引装置机车牵引装置机车牵引装置用以实现机车与车辆间的连接（或分机车牵引装置用以实现机车与车辆间的连接（或分解），同时传递牵引力和冲击力。解），同时传递牵引力和冲击力。东风东风4B4B型内燃机车的牵引装置由车钩、钩尾框、钩型内燃机车的牵引装置由车钩、钩尾框
11、、钩尾销、前、后从板、尾框托板、车钩提杆和缓冲器尾销、前、后从板、尾框托板、车钩提杆和缓冲器组成。牵引装置安装在车体底架两端的牵引梁内。组成。牵引装置安装在车体底架两端的牵引梁内。东风东风4B4B型内燃机车的车钩，特点是保留了原来型内燃机车的车钩，特点是保留了原来3 3号车号车钩的防跳装置，同时采用货车钩的防跳装置，同时采用货车1313号车钩的主要零件。号车钩的主要零件。可阻止因钩锁铁上移，防止车钩自动开启。后改用可阻止因钩锁铁上移，防止车钩自动开启。后改用内燃、电力机车车钩（下作用）内燃、电力机车车钩（下作用）；此型车钩车；此型车钩车钩的结构和尺寸与货车钩的结构和尺寸与货车1313号下作用式
12、车钩相同，只号下作用式车钩相同，只在其钩体尾部制成圆弧形，可适应钩头在水平向左在其钩体尾部制成圆弧形，可适应钩头在水平向左右摆动。右摆动。牵引缓冲装置采用全钢摩擦式二号缓冲器。此种缓牵引缓冲装置采用全钢摩擦式二号缓冲器。此种缓冲器由盒体、盒盖、内、外环弹簧，底板等零件组冲器由盒体、盒盖、内、外环弹簧，底板等零件组成。缓冲器能部分地吸收机车车辆间的冲击能量，成。缓冲器能部分地吸收机车车辆间的冲击能量，可有效地缓和其间的冲击。可有效地缓和其间的冲击。牵引缓冲装置的车钩中心线距轨面高度为牵引缓冲装置的车钩中心线距轨面高度为880880士士10mm10mm；第7页/共78页转向架转向架一、一、DF4B
13、DF4B型内燃机车转向架综述型内燃机车转向架综述货运机车牵引吨位大，应有足够的牵引力、减少轴重转移、提高粘着重量利用率，货运机车牵引吨位大，应有足够的牵引力、减少轴重转移、提高粘着重量利用率，防止空转。东风防止空转。东风4B4B型内燃机车转向架由构架、轴箱、轮对、牵引杆装置、弹簧悬型内燃机车转向架由构架、轴箱、轮对、牵引杆装置、弹簧悬挂装置、旁承装置、电动机悬挂装置以及基础制动装置等部件组成；在其设计上挂装置、旁承装置、电动机悬挂装置以及基础制动装置等部件组成；在其设计上应同时满足客运和货运牵引的要求。应同时满足客运和货运牵引的要求。作为货运机车转向架，采用了牵引电动机顺置排列措施。采用低位牵
14、引杆装置。作为货运机车转向架，采用了牵引电动机顺置排列措施。采用低位牵引杆装置。因转向架为保证机车垂向动力学性能，采用了两系弹簧悬挂系统。此外，转向架因转向架为保证机车垂向动力学性能，采用了两系弹簧悬挂系统。此外，转向架上设置四个弹性橡胶堆旁承，其纵向间距较大，在牵引工况下，转向架构架倾斜上设置四个弹性橡胶堆旁承，其纵向间距较大，在牵引工况下，转向架构架倾斜程度小，可提高粘着重量的利用率。程度小，可提高粘着重量的利用率。第8页/共78页客运机车运行速度高，要求有良好的运行平稳客运机车运行速度高，要求有良好的运行平稳性和稳定性。东风性和稳定性。东风4B4B型内燃机车转向架作为客型内燃机车转向架作
15、为客运机车转向架、采用的两系弹簧悬挂系统，二运机车转向架、采用的两系弹簧悬挂系统，二系橡胶堆弹簧（即旁承），一系轴箱圆弹簧。系橡胶堆弹簧（即旁承），一系轴箱圆弹簧。为衰减垂向振动，在转向架两端轴轴箱与构架为衰减垂向振动，在转向架两端轴轴箱与构架间设置液压减振器。对机车的浮沉振动、侧滚间设置液压减振器。对机车的浮沉振动、侧滚和转向架的点头振动均能起到阻尼作用。此外，和转向架的点头振动均能起到阻尼作用。此外，转向架上设置四个旁承装置。它所产生的摩擦转向架上设置四个旁承装置。它所产生的摩擦力矩可有效抑制机车直线运行过程中的蛇行运力矩可有效抑制机车直线运行过程中的蛇行运动；在曲线运行过程中，也不致产生
16、过大的侧动；在曲线运行过程中，也不致产生过大的侧压力。压力。东风东风4B4B型内燃机车转向架采用轴箱拉杆定位，型内燃机车转向架采用轴箱拉杆定位，除使轴箱与构架间的间隙得以消除外，还可对除使轴箱与构架间的间隙得以消除外，还可对轮对施加纵向和横向约束，保证了机车以较大轮对施加纵向和横向约束，保证了机车以较大的波长蛇行，促进了转向架的稳定。的波长蛇行，促进了转向架的稳定。第9页/共78页牵引电动机的一端用吊杆和橡胶垫组成的机构牵引电动机的一端用吊杆和橡胶垫组成的机构吊装在构架上，结构简单，改善了电动机的振吊装在构架上，结构简单，改善了电动机的振动条件。动条件。转向架采用每轮一个制动单元的基础制动装置
17、，转向架采用每轮一个制动单元的基础制动装置，简化了制动杆件系统。简化了制动杆件系统。机车垂向动、静载荷通过转向架的传递途径为：机车垂向动、静载荷通过转向架的传递途径为：车体一旁承一构架一轴箱弹簧一轴箱一轮对车体一旁承一构架一轴箱弹簧一轴箱一轮对钢轨。钢轨。机车曲线运行过程中的离心力，外轨超高引起机车曲线运行过程中的离心力，外轨超高引起的机车垂力的水平分力以及机车水平振动产生的机车垂力的水平分力以及机车水平振动产生的附加动载荷等组成的水平力，通过转向架的的附加动载荷等组成的水平力，通过转向架的传递途径为：车体一旁承一构架一轴箱弹簧一传递途径为：车体一旁承一构架一轴箱弹簧一轴箱一轮对一钢轨。轴箱一
18、轮对一钢轨。由牵引力和制动力形成的纵向载荷经转向架的由牵引力和制动力形成的纵向载荷经转向架的传递途径为：钢轨一轮对一轴箱一轴箱拉杆一传递途径为：钢轨一轮对一轴箱一轴箱拉杆一构架一牵引杆一车体构架一牵引杆一车体车钩。车钩。第10页/共78页二、构架二、构架东风东风4B4B型内燃机车转向架的构架由侧梁、横梁、型内燃机车转向架的构架由侧梁、横梁、端梁、旁承座、上、下轴箱拉杆座、拐臂座和端梁、旁承座、上、下轴箱拉杆座、拐臂座和牵引电动机吊挂座等部分组成。牵引电动机吊挂座等部分组成。由于机车采用独立制动系统，所以每个车轮有由于机车采用独立制动系统，所以每个车轮有一组独立的基础制动单元；每个单元的制动杠一
19、组独立的基础制动单元；每个单元的制动杠杆的三个支点都在同一制动座上。杆的三个支点都在同一制动座上。第11页/共78页三、轴箱三、轴箱东风东风4B4B型内燃机车转向架采用拉杆定位式滚动型内燃机车转向架采用拉杆定位式滚动轴承轴箱。轴箱通过上、下轴箱拉杆与构架相轴承轴箱。轴箱通过上、下轴箱拉杆与构架相连接。一系弹簧的支座和轴箱体铸成一体，简连接。一系弹簧的支座和轴箱体铸成一体，简化了结构。轴箱拉杆两端都配有橡胶衬套和橡化了结构。轴箱拉杆两端都配有橡胶衬套和橡胶垫，通过橡胶元件的弹性变形使轴箱相对于胶垫，通过橡胶元件的弹性变形使轴箱相对于构架在垂向和横向获得移动量。轴箱与构架间构架在垂向和横向获得移动
20、量。轴箱与构架间没有摩擦面，不存在磨耗，无需润滑。轮对不没有摩擦面，不存在磨耗，无需润滑。轮对不能自由横动，有利于改善蛇行运动。依靠橡胶能自由横动，有利于改善蛇行运动。依靠橡胶元件的径向、轴向及扭转的变形能实现各个方元件的径向、轴向及扭转的变形能实现各个方向的良好缓冲作用。向的良好缓冲作用。轴箱由轴箱体、前，后端盖、滚动轴承、缓冲轴箱由轴箱体、前，后端盖、滚动轴承、缓冲支承及轴箱拉杆等组成。支承及轴箱拉杆等组成。第12页/共78页四、轮对四、轮对东风东风4B4B型内燃机车的轮对由车轴、从动齿轮、型内燃机车的轮对由车轴、从动齿轮、长毂轮心、短毂轮心、轮箍等部件组成。长毂轮心、短毂轮心、轮箍等部件
21、组成。在机车运行过程中，车轴承受复杂的交变载荷在机车运行过程中，车轴承受复杂的交变载荷作用，其主要应力都是交变的，多数车轴的折作用，其主要应力都是交变的，多数车轴的折损是因疲劳引起的，车轴除应保证有足够的强损是因疲劳引起的，车轴除应保证有足够的强度外，还应尽量减少车轴上的应力集中。度外，还应尽量减少车轴上的应力集中。为使轮对在钢轨上平稳运行，顺利通过曲线和为使轮对在钢轨上平稳运行，顺利通过曲线和道岔，减小踏面和轮缘磨耗，延长轮对使用寿道岔，减小踏面和轮缘磨耗，延长轮对使用寿命，对轮对的轮缘和踏面的外形尺寸有统一规命，对轮对的轮缘和踏面的外形尺寸有统一规定。定。第13页/共78页五、旁承装直五、
22、旁承装直东风东风4B4B型内燃机车转向架采用四点支承弹性摩型内燃机车转向架采用四点支承弹性摩擦式旁承装置。机车上部结构的静、动载荷经擦式旁承装置。机车上部结构的静、动载荷经过四个旁承传递给转向架构架，再通过轴箱弹过四个旁承传递给转向架构架，再通过轴箱弹簧分配给各轮对。采用四点支持弹性摩擦式旁簧分配给各轮对。采用四点支持弹性摩擦式旁承承载，可以控制机车直线运行过程中的蛇行承承载，可以控制机车直线运行过程中的蛇行运动。减小机车曲线运行时的构架力。同时还运动。减小机车曲线运行时的构架力。同时还可减少机车牵引状态下的轴重转移现象，衰减可减少机车牵引状态下的轴重转移现象，衰减机车垂向振动振幅。机车垂向振
23、动振幅。旁承装置由旁承体、下摩擦板、上摩擦板、球旁承装置由旁承体、下摩擦板、上摩擦板、球面座和球头等组成。此种旁承结构简单、工作面座和球头等组成。此种旁承结构简单、工作可靠、使用维护方便。可靠、使用维护方便。第14页/共78页六、牵引杆装置六、牵引杆装置机车采用牵引杆装置作为牵引装置，其特点是机车采用牵引杆装置作为牵引装置，其特点是在传递牵引力和制动力的过程中，能够适应转在传递牵引力和制动力的过程中，能够适应转向架相对于车体的转动、横动和垂直方向的微向架相对于车体的转动、横动和垂直方向的微量跳动。牵引杆装置结构简单、方便布置、有量跳动。牵引杆装置结构简单、方便布置、有利于降低牵引点的高度，减小
24、轴重转移，提高利于降低牵引点的高度，减小轴重转移，提高机车粘着重量利用率。机车粘着重量利用率。牵引杆装置是直接传递牵引力和制动力的机构。牵引杆装置是直接传递牵引力和制动力的机构。机车在运用中，乘务人员应经常检查其外观。机车在运用中，乘务人员应经常检查其外观。机车架修时，应对牵引杆装置解体，对各杆件机车架修时，应对牵引杆装置解体，对各杆件和连接销进行探伤检查。各连接销解体后，应和连接销进行探伤检查。各连接销解体后，应检查各润滑油孔是否堵塞，要保证油孔畅通。检查各润滑油孔是否堵塞，要保证油孔畅通。牵引杆装置组装后，在各连接销油杆中压注新牵引杆装置组装后，在各连接销油杆中压注新润滑脂；运用中如发现油
25、杯中压不进油，须将润滑脂；运用中如发现油杯中压不进油，须将连接销解体清洗，打通油孔通道后再组装使用。连接销解体清洗，打通油孔通道后再组装使用。第15页/共78页七、弹簧装置七、弹簧装置东风东风4B4B型内燃机车采用两系弹簧悬挂装置，两型内燃机车采用两系弹簧悬挂装置，两系弹簧悬挂装置可以减小弹簧装置的合成刚度，系弹簧悬挂装置可以减小弹簧装置的合成刚度，增大其总静挠度，从而改善机车垂直方向的运增大其总静挠度，从而改善机车垂直方向的运行平稳性和减少机车对线路的动力作用。行平稳性和减少机车对线路的动力作用。一系悬挂采用独立悬挂形式，由圆弹簧一系悬挂采用独立悬挂形式，由圆弹簧(即轴箱即轴箱弹簧弹簧)、油
26、压减振器和橡胶垫组成。二系悬挂采、油压减振器和橡胶垫组成。二系悬挂采用橡胶弹簧用橡胶弹簧(即旁承橡胶弹簧即旁承橡胶弹簧)，一系刚度小，一系刚度小，二系刚度大、对减小机车的轴重转移和减小轮二系刚度大、对减小机车的轴重转移和减小轮轨间的动力作用有利，而二系采用橡胶弹簧可轨间的动力作用有利，而二系采用橡胶弹簧可有效地吸收来至线路的高频振动。有效地吸收来至线路的高频振动。第16页/共78页八、牵引电动机悬挂装置八、牵引电动机悬挂装置东风东风4B4B型内燃机车的牵引电动机采用轴悬式悬挂，型内燃机车的牵引电动机采用轴悬式悬挂，单侧齿轮传动，此种结构型式可以适用于最大速单侧齿轮传动，此种结构型式可以适用于最
27、大速度不超过度不超过120 km/h120 km/h的机车，以使结构简单、拆装的机车，以使结构简单、拆装方便、易于制造和检修。方便、易于制造和检修。东风东风4B4B型内燃机车牵引电动机的悬挂装置由抱轴型内燃机车牵引电动机的悬挂装置由抱轴瓦、电机吊杆装置、齿轮罩等部分组成。瓦、电机吊杆装置、齿轮罩等部分组成。牵引电动机的轴悬式悬挂结构的特点为电动机的牵引电动机的轴悬式悬挂结构的特点为电动机的一端通过滑动轴承一端通过滑动轴承(即抱轴瓦即抱轴瓦)直接支承在动轴上；直接支承在动轴上；另一端通过吊杆装置悬吊在转向架构架的横梁或另一端通过吊杆装置悬吊在转向架构架的横梁或后端梁的电机吊座上。后端梁的电机吊座
28、上。牵引电动机的抱轴轴承为剖分式轴承。轴承盖也牵引电动机的抱轴轴承为剖分式轴承。轴承盖也是抱轴瓦的润滑油箱，油箱内需保持一定的油位，是抱轴瓦的润滑油箱，油箱内需保持一定的油位，在轴承盖内侧设有油杯，并装有油尺，以检查油在轴承盖内侧设有油杯，并装有油尺，以检查油位。运用中，此油位应保持一定高度。如油位过位。运用中，此油位应保持一定高度。如油位过高，而超过下轴瓦的轴颈面，将出现漏油现象；高，而超过下轴瓦的轴颈面，将出现漏油现象；油位过低，则润滑不良，易产生轴瓦碾片或烧损油位过低，则润滑不良，易产生轴瓦碾片或烧损故障。故障。第17页/共78页九、基础制动装置九、基础制动装置内燃机车上设有空气制动装置
29、和手制动装置。转内燃机车上设有空气制动装置和手制动装置。转向架上的基础制动装置由制动缸、杠杆系统和制向架上的基础制动装置由制动缸、杠杆系统和制动闸瓦等部分组成；动闸瓦等部分组成；基础制动装置的作用是制动缸鞲鞴推力，通过杠基础制动装置的作用是制动缸鞲鞴推力，通过杠杆系统放大若干倍后传给闸瓦，使闸瓦以一定压杆系统放大若干倍后传给闸瓦，使闸瓦以一定压力作用在车轮踏面上，从而产生制动力，使机车力作用在车轮踏面上，从而产生制动力，使机车减速运行或停止运行。当机车制动机缓解时，闸减速运行或停止运行。当机车制动机缓解时，闸瓦与车轮踏面脱开，并保持一定距离。瓦与车轮踏面脱开，并保持一定距离。东风东风4B4B型
30、内燃机车采用单侧、单闸瓦、带闸瓦间型内燃机车采用单侧、单闸瓦、带闸瓦间隙自动调节器的基础制动装置，其特点为。每个隙自动调节器的基础制动装置，其特点为。每个车轮有一独立制动单元。车轮有一独立制动单元。东风东风4B4B型内燃机车基础制动装置由制动缸、横杆、型内燃机车基础制动装置由制动缸、横杆、闸瓦间隙自动调整器、竖杆、吊杆、瓦托和闸瓦闸瓦间隙自动调整器、竖杆、吊杆、瓦托和闸瓦等组成。等组成。东风东风4B4B型内燃机车设有手制动装置，主要用以防型内燃机车设有手制动装置，主要用以防止机车在坡道上停放时发生溜车事故。止机车在坡道上停放时发生溜车事故。第18页/共78页东风东风4B4B型内燃机车电传动装置
31、型内燃机车电传动装置 第19页/共78页东风东风4B4B型内燃机车电力传动工作原理型内燃机车电力传动工作原理 一、柴油机一、柴油机牵引发电机组的理想特性牵引发电机组的理想特性1.1.同步牵引发电机的理想外特性同步牵引发电机的理想外特性在电力传动内燃机车中，柴油机将燃油燃烧所产生在电力传动内燃机车中，柴油机将燃油燃烧所产生的热能转变为机械能后，通过曲轴驱动牵引发电机，的热能转变为机械能后，通过曲轴驱动牵引发电机，使它发出三相交流电，经主整流柜整成直流后，为使它发出三相交流电，经主整流柜整成直流后，为直流牵引电动机提供电能。由于柴油机和牵引发电直流牵引电动机提供电能。由于柴油机和牵引发电机在功率传
32、递与变换中的紧密联系，在电力传动内机在功率传递与变换中的紧密联系，在电力传动内燃机车上，它们往往被称为柴油机燃机车上，它们往往被称为柴油机牵引发电机组。牵引发电机组。柴油机所发出的有效功率，除一小部分供给机车辅柴油机所发出的有效功率，除一小部分供给机车辅助设备外，大部分供给牵引发电机并通过硅整流机助设备外，大部分供给牵引发电机并通过硅整流机组整成直流电能。组整成直流电能。DF4BDF4B型机车的柴油机上安装着联合调节器，它由无型机车的柴油机上安装着联合调节器，它由无级调速装置通过步进电机进行控制，对应于司机控级调速装置通过步进电机进行控制，对应于司机控制器主手柄的每一个位置，有一个固定的柴油机
33、功制器主手柄的每一个位置，有一个固定的柴油机功率和转速，同时对应一条牵引发电机的理想外特性率和转速，同时对应一条牵引发电机的理想外特性曲线。曲线。第20页/共78页2.2.同步牵引发电机的调整特性同步牵引发电机的调整特性DF4BDF4B型机车利用同步牵引发电机的限压、限流型机车利用同步牵引发电机的限压、限流区段，而对其恒功区段进行励磁电流的调节。区段，而对其恒功区段进行励磁电流的调节。在励磁电流调节过程中，励磁电流在励磁电流调节过程中，励磁电流I IFVFV随负载电随负载电流流T TF F的变化关系曲线的变化关系曲线J JFVFV=f=f(IF)(IF)称为同步牵引发电称为同步牵引发电机的调整
34、特性。机的调整特性。调整特性提供了牵引发电机进行恒功率调节时调整特性提供了牵引发电机进行恒功率调节时励磁电流大致的调节规律。在设计牵引发电机励磁电流大致的调节规律。在设计牵引发电机的励磁控制系统中，通常需要根据调整特性来的励磁控制系统中，通常需要根据调整特性来正确选择元件参数。例如，可以根据调整特性正确选择元件参数。例如，可以根据调整特性计算出测速发电机他励绕组中励磁电流的变化计算出测速发电机他励绕组中励磁电流的变化量，进而大致确定功调电阻量，进而大致确定功调电阻R RGTGT的容量及调节范的容量及调节范围。围。第21页/共78页二、东风二、东风4B4B型机车的励磁调节系统型机车的励磁调节系统
35、东风东风4B4B型机车的恒功率励磁控制，主要依靠联型机车的恒功率励磁控制，主要依靠联合调节器的调节作用来完成。励磁调节系统的合调节器的调节作用来完成。励磁调节系统的执行元件是功调电阻执行元件是功调电阻R RGTGT，由功调电阻，由功调电阻R RGTGT控制测控制测速发电机的励磁电流，经测速发电机及励磁机速发电机的励磁电流，经测速发电机及励磁机二级放大后调节牵引发电机的励磁。因此，它二级放大后调节牵引发电机的励磁。因此，它属于间接励磁控制方式。属于间接励磁控制方式。联合调节器中各给定量、检测量，调节量等均联合调节器中各给定量、检测量，调节量等均采用机械位移量表示，联合调节器按其作用分采用机械位移
36、量表示，联合调节器按其作用分为配速机构、稳速机构和功调机构三个部分。为配速机构、稳速机构和功调机构三个部分。其中，配速机构由步进电机，锥齿轮、一组梯其中，配速机构由步进电机，锥齿轮、一组梯形螺旋刷，宝塔弹簧及配速活塞等组成。稳速形螺旋刷，宝塔弹簧及配速活塞等组成。稳速机构由飞块、调速滑阀、滑阀套、柱塞、供油机构由飞块、调速滑阀、滑阀套、柱塞、供油伺服器等组成；功调机构由功调滑阀、功调伺伺服器等组成；功调机构由功调滑阀、功调伺服器服器(油马达油马达)和功调电阻等组成。和功调电阻等组成。第22页/共78页东风东风4B4B型内燃机车电力传动基本原理型内燃机车电力传动基本原理DF4BDF4B型内燃机车
37、采用交型内燃机车采用交-直流电力传动装置。同步牵直流电力传动装置。同步牵引发电机引发电机F F发出的三相交流电经整流柜发出的三相交流电经整流柜1ZL1ZL整流后，向整流后，向六台并联的直流牵引电动机六台并联的直流牵引电动机1 16D6D供电，并通过传动供电，并通过传动齿轮驱动车轮转动。齿轮驱动车轮转动。同步牵引发电机同步牵引发电机F F的励磁，是励磁机的励磁，是励磁机L L发出的三相交流发出的三相交流电经整流柜电经整流柜2ZL2ZL整流后，向同步牵引发电机整流后，向同步牵引发电机F F的励磁绕的励磁绕组供电而实现的。励磁机组供电而实现的。励磁机L L的励磁电流是直流测速发的励磁电流是直流测速发
38、电机电机CFCF提供的。测速发电机提供的。测速发电机CFCF的励磁电流是启动发电的励磁电流是启动发电机机QFQF输出的直流电经功调电阻输出的直流电经功调电阻R RGTGT并经调节后提供的，并经调节后提供的，它保证在一定的机车速度范围内，使柴油机恒功率运它保证在一定的机车速度范围内，使柴油机恒功率运行。同步牵引发电机行。同步牵引发电机F F、励磁机、励磁机L L、测速发电机、测速发电机CFCF和启和启动发电机动发电机QFQF的转子均由柴油机驱动。的转子均由柴油机驱动。第23页/共78页对东风对东风4B4B型机车调速，实质上就是对牵引电动型机车调速，实质上就是对牵引电动机调速，根据直流串励电动机的
39、速率公式分析机调速，根据直流串励电动机的速率公式分析可知，可知，改变改变nDnD的第一个方法就是改变的第一个方法就是改变加于牵引电动机电枢上的端电压加于牵引电动机电枢上的端电压uDuD。由于东风。由于东风4B4B型机车上六台牵引电动机并联由牵引发电机型机车上六台牵引电动机并联由牵引发电机通过主整流柜供电，因此可以认为通过主整流柜供电，因此可以认为uF(uF(直流侧直流侧)等于等于uDuD，那么，在机车加速过程中，那么，在机车加速过程中uDuD也按也按UFUF相相同的变化规律上升。当东风同的变化规律上升。当东风4B4B型机车速度上升型机车速度上升至至383843km/h(43km/h(货运货运)
40、或或515157km/h(57km/h(客运客运)时，时，uF(uF(或或uD)uD)已十分接近该功率已十分接近该功率(额定装车功率额定装车功率)下下的限压区，为避免牵引发电机最高电压对机车的限压区，为避免牵引发电机最高电压对机车继续升速的限制，此时就可采取第二个调速方继续升速的限制，此时就可采取第二个调速方法，对牵引电动机进行磁场削弱，即根据速率法，对牵引电动机进行磁场削弱，即根据速率公式减小牵引电动机的磁通公式减小牵引电动机的磁通。三、牵引电动机的磁场削弱三、牵引电动机的磁场削弱第24页/共78页东风东风4B4B型机车的磁场削弱采取了分路电流法，即在励磁绕组上并接分路电阻。型机车的磁场削弱
41、采取了分路电流法，即在励磁绕组上并接分路电阻。图中图中XC1XC1、XC2XC2为一、二级磁场削弱接触器主触头；为一、二级磁场削弱接触器主触头；Rx1Rx1、Rx2Rx2为一、二级磁场为一、二级磁场削弱分路电阻。削弱分路电阻。第25页/共78页在削弱之前在削弱之前XC1XC1、XC2XC2都不闭合，这时都不闭合，这时IDIDIDLIDL，为全磁场工况。当机车升速到一级磁场削弱所为全磁场工况。当机车升速到一级磁场削弱所规定的速度规定的速度(东风东风4B4B型货运机车型货运机车383843km/h43km/h，客，客运机车运机车515157km/h)57km/h)时，在自动过渡控制装置的时，在自动
42、过渡控制装置的作用下，作用下，XC1XC1闭合，磁场削弱分流电阻闭合，磁场削弱分流电阻Rx1Rx1对励对励磁电流起了分流作用，机车进入一级磁场削弱磁电流起了分流作用，机车进入一级磁场削弱下的运行工况。当机车速度继续升高至二级磁下的运行工况。当机车速度继续升高至二级磁场削弱所规定的速度场削弱所规定的速度(东风东风4B4B型货运机车型货运机车494955km/h55km/h，客运机车，客运机车656573km/h)73km/h)时，在时，在XC1XC1闭合闭合的同时，的同时，XC2XC2闭合，于是电阻闭合，于是电阻Rx1Rx1和和Rx2Rx2对励磁电对励磁电流同时起了分流作用，机车进入二级磁场削弱
43、流同时起了分流作用，机车进入二级磁场削弱下的运行工况。下的运行工况。也就是说，恒功率工况下磁场削弱后牵引发电也就是说，恒功率工况下磁场削弱后牵引发电机电流增大，电压降低。机电流增大，电压降低。第26页/共78页四、电阻制动四、电阻制动1.1.电阻制动的基本概念电阻制动的基本概念电阻制动是利用直流电机的可逆原理，在电力传电阻制动是利用直流电机的可逆原理，在电力传动机车制动工况时，将牵引电动机改接为他励发动机车制动工况时，将牵引电动机改接为他励发电机，并通过轮对将列车的动能变化成上述发电电机，并通过轮对将列车的动能变化成上述发电机的电能，最终以热能的形式消耗在制动电阻上。机的电能，最终以热能的形式
44、消耗在制动电阻上。此时改接成他励发电机的反转矩作用于动轮，产此时改接成他励发电机的反转矩作用于动轮，产生制动力。生制动力。采用电阻制动可以提高列车在下坡道上的运行速采用电阻制动可以提高列车在下坡道上的运行速度，大大降低机车车辆轮箍的磨耗；大量节省制度，大大降低机车车辆轮箍的磨耗；大量节省制动闸瓦；最小限度的使用空气制动使闸瓦、轮箍动闸瓦；最小限度的使用空气制动使闸瓦、轮箍的发热减小，因而提高了使用闸瓦时的制动效果；的发热减小，因而提高了使用闸瓦时的制动效果；对于高速列车，电阻制动便成为高速运行下的主对于高速列车，电阻制动便成为高速运行下的主要制动方式。因为在时速要制动方式。因为在时速200km
45、/h200km/h以上，如果施以上，如果施行闸瓦制动，则由于高速摩擦产生巨大的热量，行闸瓦制动，则由于高速摩擦产生巨大的热量，过高的温升使闸瓦与动轮轮箍间的摩擦系数下降过高的温升使闸瓦与动轮轮箍间的摩擦系数下降至极小的数值，难以产生有效的制动力。至极小的数值，难以产生有效的制动力。第27页/共78页 机车从牵引工况转换到电阻制动工况，必须进机车从牵引工况转换到电阻制动工况，必须进行下列电路的转换：行下列电路的转换：(1)(1)切断牵引电动机的供电电源，使牵引发电机切断牵引电动机的供电电源，使牵引发电机不再向它的电枢绕组供电。不再向它的电枢绕组供电。(2)(2)将各台牵引电动机的励磁绕组串联后由
46、牵引将各台牵引电动机的励磁绕组串联后由牵引发电机供电，此时牵引发电机构成了他励绕组发电机供电，此时牵引发电机构成了他励绕组的励磁电源。的励磁电源。(3)(3)在牵引电动机的电枢回路中接入制动电阻，在牵引电动机的电枢回路中接入制动电阻，作为他励发电机工况的牵引电动机的负载，以作为他励发电机工况的牵引电动机的负载，以消耗电能，产生制动力。消耗电能，产生制动力。(4)(4)为调节制动力及对电阻制动系统进行特殊保为调节制动力及对电阻制动系统进行特殊保护的制动励磁控制电路和保护电路投入工作。护的制动励磁控制电路和保护电路投入工作。第28页/共78页2.2.电阻制动工况主电路电阻制动工况主电路第29页/共
47、78页3.DF4B3.DF4B型机车电阻制动的特点型机车电阻制动的特点(1)6(1)6台牵引电动机在电阻制动工况下该接成他台牵引电动机在电阻制动工况下该接成他励发电机，每台电动机向其对应的制动电阻励发电机，每台电动机向其对应的制动电阻1RZ-6RZ1RZ-6RZ供电。供电。(2)6(2)6台牵引电动机的串励绕组串联起来，由牵台牵引电动机的串励绕组串联起来，由牵引发电机通过硅整流装置提供励磁电流。此时引发电机通过硅整流装置提供励磁电流。此时励磁机已经不通过测速发电机提供励磁，而是励磁机已经不通过测速发电机提供励磁，而是由恒定的由恒定的110V110V电源为励磁机励磁。励磁机的励电源为励磁机励磁。
48、励磁机的励磁电流由晶体管斩波器控制，以调节制动力。磁电流由晶体管斩波器控制，以调节制动力。(3)(3)以柴油机转速传感器以柴油机转速传感器2CF2CF作为制动电流和制作为制动电流和制动励磁电流的给定信号源；以机车速度传感器动励磁电流的给定信号源；以机车速度传感器1CF1CF作为低速时短路制动电阻、以扩大电阻制动作为低速时短路制动电阻、以扩大电阻制动应用范围的动作速度信号源。应用范围的动作速度信号源。(4)(4)以霍尔元件检测器检测电阻制动工况下的制以霍尔元件检测器检测电阻制动工况下的制动电流和制动励磁电流。动电流和制动励磁电流。第30页/共78页(5)(5)在电阻制动主电路中布置着在电阻制动主
49、电路中布置着1 16RZC6RZC主触头，主触头，在规定的速度在规定的速度(22(22土土2km/h)2km/h)下，它们闭合，将全下，它们闭合，将全部制动电阻短路一半。在短路制动电阻过程中，部制动电阻短路一半。在短路制动电阻过程中，为避免制动电流和制动力的突变，必须同时相为避免制动电流和制动力的突变，必须同时相应地降低励磁电流，然后再调节励磁电流随机应地降低励磁电流，然后再调节励磁电流随机车速度的降低而逐渐增加，在保持恒流制动的车速度的降低而逐渐增加，在保持恒流制动的工况下使制动力逐渐达到最大值，这时的机车工况下使制动力逐渐达到最大值，这时的机车速度约为速度约为19km/h19km/h。(6
50、)(6)为使电阻制动电流不超过规定的最大值为使电阻制动电流不超过规定的最大值(650A)(650A)，在制动电阻，在制动电阻5RZ5RZ的抽头上，接入了制动的抽头上，接入了制动过流继电器线圈过流继电器线圈ZLJZLJ。当发生制动过流时，。当发生制动过流时，ZLJZLJ动作，在励磁机励磁电路中的主触点断开，对动作，在励磁机励磁电路中的主触点断开，对电阻制动主电路进行保护。电阻制动主电路进行保护。(7)(7)在在2RZ2RZ和和5RZ5RZ上抽头处各接一台制动电阻通风上抽头处各接一台制动电阻通风机电动机机电动机2RZD2RZD和和5RZD5RZD，并在这两台电动机的励，并在这两台电动机的励磁绕组和